平板對接常見焊接缺陷種類及預(yù)防淺談

1、摘 要 本文系統(tǒng)介紹了機械焊接過程中比較常見的外部缺陷和內(nèi)部缺陷的種類及形成原因，在此基礎(chǔ)上提出預(yù)防措施，以此來提高機械焊接的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：焊接；缺陷；種類；預(yù)防ABSTRACT The system introduced the automatic welding procedure of the more common external defects and deficiencies of the species and forms, based on this proposed measures to improve the quality of mechanical welding.

2、 keywordsz ： deficiency welding pressure prevention目 錄 摘要IABSTRACTII1 常見缺陷種類1 1.1 內(nèi)部缺陷1 （1）氣孔1 （2）夾渣1 （3）未融合1 （4）未焊透2 （5）焊接裂紋3 熱裂紋3 冷裂紋 4 層狀撕裂4 1.2 外部缺陷4 （1）咬邊4 （2）焊溜4 （3）弧坑5 （4）燒穿52 預(yù)防措施6 2.1 氣孔的控制6 2.2 夾渣的控制6 2.3 未熔合的控制6 2.4未焊透的控制63 提高焊接質(zhì)量的幾點建議7（1）根據(jù)不同的坡口形式正確選擇焊接順序7（2）嚴(yán)格控制焊道的熔深7結(jié)論8參考文獻(xiàn)9致 謝101 常見缺陷

3、種類1.1 內(nèi)部缺陷（1）氣孔氣孔的形成主要是焊縫金屬中的氣體在金屬凝固以前來不及逸出而殘留在焊金屬內(nèi)形成的孔穴, 稱為氣孔。氣孔是一種常見的缺陷, 不僅出現(xiàn)在焊縫內(nèi)部與根部, 也出現(xiàn)在焊縫表面。焊縫中的氣孔可分為球形氣孔、條形氣孔、蟲形氣孔以及縮孔等。氣孔的存在影響焊縫外觀質(zhì)量、削弱焊縫的有效工作截面，降低焊縫的強度和塑性，貫穿性氣孔則使焊縫的致密性破壞而造成滲漏。（2）夾渣當(dāng)熔渣微粒被封閉在焊縫內(nèi)時, 就會出現(xiàn)夾渣。夾渣的形成原因是焊工使用的電流偏大,焊條角度不當(dāng),穩(wěn)弧時間過短造成的。焊接基層上靠近復(fù)層的最后一層焊道時如果電流偏大,在兩側(cè)坡口上會出現(xiàn)明顯的咬邊現(xiàn)象,當(dāng)再焊接過渡層時,由于改

4、用了小規(guī)范,同時由于過渡層的填充金屬在液態(tài)情況下粘度較大,焊接時存在于咬邊內(nèi)部的熔渣不易浮出,過渡層液態(tài)金屬凝固后,存在于咬邊空隙內(nèi)的熔渣則成為夾渣。（3）未融合當(dāng)焊接金屬不完全與母材或相鄰的焊縫熔合時, 就會產(chǎn)生未熔合的缺陷。這可能發(fā)生在焊接金屬和母材之間或多道焊縫之間。焊接金屬和母材之間的未熔合 通常是由于接頭未焊透產(chǎn)生的,它通常是熔滴過渡短路焊接過程的主要問題。（4）未焊透焊接時, 接頭根部未完全熔透的現(xiàn)象, 稱為未焊透。單面焊時, 焊縫熔透達(dá)不到根部為根部未焊透; 雙面焊時, 在兩面焊縫中間也可形成中間未焊透。未焊透存在很多危害：削弱焊縫的工作截面, 降低焊接接頭的強度并會造成應(yīng)力集中

5、。焊接技術(shù)中不允許焊接接頭中有超過一定容限量的未焊透。（5）焊接裂紋焊接過程中或焊接后, 在焊縫和焊縫附近的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的破裂現(xiàn)象稱為裂紋。焊接裂紋是最危險的缺陷, 除降低焊接接頭的力學(xué)性能指標(biāo)外, 裂紋末端的缺口易引起應(yīng)力集中, 促使裂紋延伸和擴(kuò)展, 成為結(jié)構(gòu)裂紋失效的起源。按裂紋發(fā)生的部位有焊縫金屬中裂紋、熱影響區(qū)裂紋或熔合線裂紋、根部裂紋、焊趾裂紋、焊道裂紋和弧坑裂紋。按裂紋的走向有縱向裂紋、橫向裂紋和弧坑星形裂紋。按裂紋的尺寸有宏觀裂紋和顯微裂紋。按裂紋產(chǎn)生的機理有熱裂紋、冷裂紋、再熱裂紋和層狀裂紋。熱裂紋焊縫金屬由液態(tài)到固態(tài)的結(jié)晶過程中產(chǎn)生的裂紋稱為熱裂紋，也稱為結(jié)晶裂紋。其特征是焊后

6、立即可見，多發(fā)生在焊縫中心，沿焊縫長度方向分布，其裂口多數(shù)貫穿到表面，呈氧化色彩。產(chǎn)生熱裂紋的主要原因是焊接熔池中存在低熔點雜質(zhì)（如FeS）。冷裂紋 焊縫金屬在冷卻過程中或冷卻以后，大多在母材或母材與焊縫交界的熔合線上產(chǎn)生的裂紋稱為冷裂紋，又稱為延遲裂紋。產(chǎn)生冷裂紋的主要原因有：在焊接熱循環(huán)的作用下，熱影響區(qū)生成了淬硬組織；焊縫中存在過量的擴(kuò)散氫，并且產(chǎn)生了濃集；焊接接頭承受有較大的拘束應(yīng)力。層狀撕裂焊接時，在焊接構(gòu)件中沿鋼板軋層形成的呈階梯狀的一種裂紋稱為層狀撕裂。它主要產(chǎn)生在母材中，常在距焊縫熔合線10mm左右或厚板中心處發(fā)生。產(chǎn)生層狀撕裂的主要原因是鋼材中MnS和Al2O3等雜質(zhì)，在軋制

7、鋼板過程中被軋成長條狀和層狀，在焊接應(yīng)力作用下，基體與夾雜物被拉開，引起撕裂。1.2 外部缺陷（1）咬邊焊接過程中遇到在靠近焊縫的邊緣上形成的凹陷稱為咬邊。咬邊出現(xiàn)在焊縫的一側(cè)或兩側(cè), 可以是連續(xù)或間斷的，它往往是引起裂紋的發(fā)源地和斷裂失效的原因。形成原因是焊接工藝參數(shù)不當(dāng)、操作技術(shù)不正確造成的，如焊接電流大, 電弧電壓高, 焊接速度太快。（2）焊溜焊接過程中, 在焊縫根部背面或焊縫表面, 出現(xiàn)熔化金屬流淌到焊縫之外未熔化的母材上所形成的金屬瘤稱為焊瘤。焊瘤一般是單個的, 有時能形成長條狀,多出現(xiàn)在立焊、接焊、仰焊時。焊溜影響焊縫外觀, 使焊縫幾何尺寸不連續(xù), 形成應(yīng)力集中的缺口。形成原因為操

8、作不當(dāng)或焊接規(guī)范不當(dāng), 如焊接電流過小, 而立焊、橫焊、仰焊時電流過大等。（3）弧坑焊后在焊縫表面或背面形成低于母材表面的局部低洼缺陷。未焊滿是由于填充金屬不足, 在焊縫表面形成的連續(xù)或者斷續(xù)的溝槽?；】訉p小焊縫的有效工作截面, 降低焊縫的承載能力。形成原因為焊接電流過大, 焊縫間隙太大, 填充金屬量不足。（4）燒穿焊接過程中熔化金屬自坡口背面而流出, 形成穿孔缺陷。常發(fā)生于底層焊縫和薄板焊接中。形成原因是由于焊接過程中溫度過高, 如坡口形狀不良, 裝配間隙太大等。2 預(yù)防措施2.1 氣孔的控制按國家標(biāo)準(zhǔn)要求, 加強施工環(huán)境控制, 現(xiàn)場建立合理的施工清潔區(qū)；按焊接施工方案要求進(jìn)行坡口清理,

9、 嚴(yán)格控制坡口兩側(cè)的清潔度；加強焊工基本技能的培訓(xùn), 控制焊接電弧的合適長度；嚴(yán)禁管內(nèi)有穿堂風(fēng), 采取端部封堵等措施；加強現(xiàn)場通風(fēng)條件, 控制空氣潮濕度小于等于90%；采用低氫型焊條；控制氬氣純度大于等于99.99%；選擇設(shè)備性能穩(wěn)定的電焊機且標(biāo)定合格。2.2 夾渣的控制加強焊工基本技能的培訓(xùn), 控制鐵水與熔渣分離；按焊接工藝數(shù)據(jù)單要求, 控制焊接電流；加強焊接過程的層道清理；使用合適規(guī)格的焊條；焊接接地線應(yīng)該在工件中合理接地, 控制電弧偏吹。2.3 未熔合的控制加強焊工基本技能的培訓(xùn), 消除根部未熔合缺陷產(chǎn)生；注意層間修整, 避免出現(xiàn)溝槽及運條不當(dāng)而導(dǎo)致未熔合；嚴(yán)格按WPS 要求, 采用合理

10、的焊接電流；正確處理鎢絲的打磨角度和焊接停留時間。2.4未焊透的控制加強坡口質(zhì)量檢查, 控制合理的鈍邊量；加強裝配質(zhì)量檢查, 嚴(yán)把裝配質(zhì)量關(guān), 控制合理的錯邊量；加強標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)及偽缺陷在結(jié)構(gòu)的模擬檢驗,避免內(nèi)部缺陷的錯判；加強焊工基本技能的培訓(xùn)；按焊接工藝數(shù)據(jù)單要求, 采用合理的焊接電流。3 提高焊接質(zhì)量的幾點建議（1）根據(jù)不同的坡口形式正確選擇焊接順序 在可以進(jìn)行雙面焊接的情況下,大部分坡口都可以按照先焊基板焊道,再焊過渡層,最后焊復(fù)層的順序進(jìn)行焊接。要坡口兩側(cè)夾渣和咬邊處用同材質(zhì)鋼絲刷或磨光機片清理干凈。必須采用排焊,焊條不要橫向擺動。如果只能單面施焊,則只能按先焊復(fù)層再焊過渡層,最后焊基板

11、焊道的順序施焊。但焊接前還需要采取其他的保護(hù)措施,如在焊縫內(nèi)側(cè)充滿保護(hù)氣體等等,另外在焊接復(fù)層焊道時,要嚴(yán)格控制焊道厚度,不能過厚。（2）嚴(yán)格控制焊道的熔深 焊接過程中熔深的大小是很難判斷的,操作中焊工往往是根據(jù)電流的大小,熔池的大小,間接地判斷熔深的大小。一般情況下,過渡層與基板焊道之間的熔合深度在1. 52. 5mm之間為好,焊接復(fù)層時,復(fù)層焊道與過渡層焊道之間的熔合深度在0. 51.0mm之間為好。結(jié) 論焊接工藝是一種復(fù)雜的金屬加工工藝,通過對可能產(chǎn)生缺陷的分析和采用控制措施, 焊接工程可以實現(xiàn)從施工管理、技術(shù)管理、質(zhì)量管理的全方位控制, 確保焊接質(zhì)量優(yōu)良, 使進(jìn)度、質(zhì)量、成本相統(tǒng)一, 確保優(yōu)質(zhì)焊接工程的實現(xiàn)。參考文獻(xiàn)1 張應(yīng)力主編.新編焊工使用手冊M.北京：金盾出版社，2004.2 戴樹新主編.焊接生產(chǎn)管理與檢測M.北京：機械工業(yè)出版社，2004.3 雷世明主編.焊接方法與設(shè)備M.北京：機械工業(yè)出版社，1998.4 曾樂主編.現(xiàn)代焊接技術(shù)手冊M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1993.5 吳志強主編.現(xiàn)代焊接方法與設(shè)備M.北京：機械工程師進(jìn)修大學(xué)出版，1989.6 周興中主編.焊接方法與設(shè)備M.北京：機械工業(yè)出版社，1990.致 謝 本課題在選題及研究過程中得到韓雪飛，李偉，喬興偉，李靜波等老師的悉心指導(dǎo)。劉華峰老師，李偉老師多次詢問研究進(jìn)程，并為我指點迷